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塑料老化测试的全面解读及试验方法

已被阅读2612次 2022-07-12

塑料在使用、加工及贮存过程中,由于受到外界的各种因素,如光、氧、热、辐射、臭气、雨水、霉菌、细菌等作用,引起化学结构的破坏,使原有的优良性能缺失,这种现象通称为老化。塑料老化的主要表现为外观上的变色、物理性质变化、力学性能变化以及电学性能变化。

自然环境中塑料最常见的致老化因素为热和紫外光,因为塑料材料接触最多的环境便是热和阳光(紫外光)。研究由这两类环境造成塑料老化对于实际使用环境具有特别重要的意义。其老化试验大致可分为两大类:户外曝晒实验室加速老化试验

塑料老化测试

塑料老化试验方法
一、户外曝晒试验
户外直接曝光是指直接暴露在日光和其它的气候条件下,是最直接评估塑料材料耐候性能的方法。
优点:
绝对成本低
吻合性很好
简单,易于操作
缺点:
通常周期非常长
全球气候多样性
不同样品在不同气候下敏感性不一致

二、实验室加速老化试验方法

1、氙灯光老化试验方法

氙弧灯能模拟完整的全太阳光光谱,它包括了紫外光、可见光和红外光光谱。经过过滤的氙弧灯是测试色母粒和颜料等产品光稳定性的最佳光源,这些产品对太阳光中的长波光和可见光很敏感。氙弧灯可以精确调节其光谱能量分布。可以模拟各种条件下的自然光以及从太阳光到透过玻璃窗的日光等。另外,通过改变氙灯的辐照强度、温度、湿度等参数,可以模拟不同材料的使用环境,如汽车内外饰。目前使用氙灯进行人工加速老化试验已成为一种首选的、通用的光老化试验方法。相应的氙灯老化试验方法也很多,如ISO、ASTM、SAE J、GM等。

美国Q-Lab研发的Q-SUN氙灯试验箱可以精确控制光谱输出、辐照度、相对湿度、箱体空气温度和黑板/黑标温度。即使3D样品也可以很方便地放置在Xe-1和Xe-3的水平样品架上。薄样品可以安装在Xe-2的垂直转鼓式样品架上。设备有可选配水喷淋和制冷机功能。Q-SUN氙灯试验箱是目前最简单、最可靠、最易于使用的氙灯老化试验箱

Q-SUN氙灯试验箱

推荐设备:Q-SUN氙灯试验箱

2、紫外荧光灯光老化试验方法

紫外老化试验主要模拟阳光中的紫外光对产品产生的劣化效应。同时它还可以再现雨水和露水所产生的破坏,通过将待测材料曝晒放在经过控制的阳光和湿气的交互循环中,同时提高温度的方式来进行试验。采用紫外线荧光灯模拟阳光,同时还可以通过冷凝或喷淋的方式模拟湿气影响。

荧光紫外灯是波长为254nm的低压汞灯,由于加入磷共存物使其转换成较长的波长,荧光紫外灯的能量分布取决于磷共存物产生的发射光谱和玻璃管的传扩。荧光灯通常分为UVA与UVB,材料暴露应用决定了应该使用哪一类的紫外灯管。

QUV紫外加速老化试验机

推荐设备:QUV紫外加速老化试验机

3、碳弧灯光老化试验方法

碳弧灯是一种较古老的技术,碳弧仪器最初被德国合成染料化学家用来评估被染纺织品的耐光度。碳弧灯分为封闭式和开放式碳弧灯,无论哪种碳弧灯,其谱图与太阳光的谱图相差都比较大。由于该项目技术的历史较长,最初的人工模拟光老化技术都是采用该设备,因此在早些的标准中还能见到该方法,尤其是在日本的早期标准中常常采用碳弧灯技术作为人工光老化试验方法。

塑料老化测试标准

塑料老化测试标准表格

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